JP5251590B2 - 平板スピーカ - Google Patents

Description

本発明は、住宅やオフィスビル等の居住空間の壁や天井に設置して使用される平板スピーカに関するものである。

従来のこの種のスピーカは、図８に示すように、フレーム背面側の音を軽減するために、フレームの背面を覆う防音カバーを設置していた。

すなわち、図８に示すごとく、従来のスピーカ１は、天井パネル２を上下に貫通して嵌め込まれて設置されており、天井パネル２の表面にグリル３が取付けられている。駆動部を含めたスピーカの大部分は、天井パネル２の裏面側に設置され、防音カバー４がフレーム８を覆うように設計されている。

駆動部は、磁気回路５と、ボイスコイル６を巻回したボイスコイルボビン７とから構成されている。

スピーカ１は、駆動部とフレーム８以外に、振動板９、ダンパー１０及びエッジ１１とダストキャップ１２を備えている。天井パネル２に設けた開口部１３の端部とフレーム８の外周部とが接合されることで、スピーカ１は、天井パネル２と連結されている。

磁気回路５は、下部プレート１４とマグネット１５及び上部プレート１６から構成されている。

このような従来のスピーカは、硬質樹脂等の材料で形成された、例えば円錐形の防音カバー４を、フレーム８を覆うように設け、これにより、音がスピーカ１の背面に漏れるのを防止していた。

なお、この出願に関する先行技術文献としては、下記特許文献１が知られている。
特開２００７−９６５４６号公報

従来のスピーカ１は、フレーム８の外方を覆うごとく防音カバー４を設けているので、この防音カバー４の分だけスピーカ１の厚みが増す。このため、天井と上階の床との空間が狭い一般住宅では設置が困難であるという課題を有していた。

そこで本発明は、天井と上階の床との空間が狭い一般住宅でも、防音装置を設けたスピーカを簡単に設置することができるようにすることを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、開口部を設けた皿状のフレームと、このフレームの開口部に設けた振動板と、フレーム内に設けられるとともに、振動板に結合され、振動板を振動させる駆動部とを備え、フレーム内に一つ以上の共鳴吸音器を設置し、これにより初期の目的を達成するものである。

本発明の平板スピーカは、耳障りとなる帯域の音を軽減する共鳴吸音器がフレーム内に設置されているので、全体の厚みを増すことなく背面への漏出音を抑制できるので、天井と上階の床との空間が狭い一般住宅でも、簡単に設置することができる。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１の平板スピーカについて、図面を用いて説明する。

図１は、実施の形態１における平板スピーカ１７の平面図である図２の、線Ａ−Ａに沿う断面図である。図１、図２に示すごとく、本実施形態の平板スピーカ１７は、開口部を設けた鉄製で皿状フレーム１９と、このフレーム１９の開口部に設けた平板状の振動板２０と、前記皿状のフレーム１９内に設置されると共に、このフレーム１９と前記振動板２０のそれぞれと結合され、振動板２０を振動させる駆動部とを備えている。更に、皿状のフレーム１９内で、その底面部分には、一つ以上の第一の共鳴吸音器１８が設置されている。ここで、図１は天井に取付けた実使用状態を示した図であるため、フレーム底面部分とはこの場合逆方向である図の上方に位置している部分となる。

天井板を兼ねた薄い木でできた振動板２０は略平板状で、その形状は当実施の形態の場合、例えば、一辺が６０ｃｍの四角形である。したがって、フレーム１９の開口部も四角形状となっており、四角形の振動板２０は、フレーム１９の四角形状の開口部に設置され密閉状態になっている。尚、振動板２０は他の天井板、例えば、軽量硬質素材の樹脂板、発泡樹脂板、金属板等でも形成できる。その場合、振動板の材料毎に違った音質を楽しむことができる。また、本実施の形態１では、振動板２０の形状は四角形状であるが、円形や多角形等の他の形状であっても良い。その場合、スピーカのデザインの自由度が増すという効果を奏する。

駆動部は、フレーム１９内底面と振動板２０間の中央部に設置された磁気回路２１と、ボイスコイル２２が巻回されたボイスコイルボビン２３とから構成されている。

磁気回路２１は、フレーム１９の底部中央にヨーク２４が固定され、その上にマグネット２５と上部プレート２６を設けて構成され、このヨーク２４と上部プレート２６の間には磁気ギャップを有している。

ボイスコイル２２は、磁気回路２１の磁気ギャップ内に配置されており、ボイスコイル２２を巻回するボイスコイルボビン２３は、振動板２０に振動を伝達するカプラー２７を通じて振動板２０と連結されている。

ダンパー２８は、その内周側はボイスコイルボビン２３と連結され、ダンパー２８の外周側は、フレーム１９内の環状の凹部１９ａの内面と連結されて、ボイスコイルボビン２３を支持している。

第一の共鳴吸音器１８は、フレーム１９内の環状の凹部１９ａとフレーム１９の外枠部との間にあって、フレーム１９内部の底面に設置されている。

図４、図５に示す様に、本実施の形態における第一の共鳴吸音器１８は、樹脂製のダクト１８ａと、中空キャビネット１８ｂとから構成されている。

ダクト１８ａは、両端部が開いた円筒形状で、中空キャビネット１８ｂの一方側に設けられ、ダクト１８ａの上部は、空気中に露出しており、その下部は、中空キャビネット１８ｂの中に挿入して構成されている。また、本実施の形態のダクト１８ａは断面形状が円形となっているが、それ以外に断面形状が矩形や多角形等でも同様の効果を得ることができる。

中空キャビネット１８ｂは、直方体となっており、中には空気を保っている。また、本実施の形態では中空キャビネット１８ｂが直方体となっているが、空気を保つことができればその形状には特に制約は無い。

本実施の形態における第一の共鳴吸音器１８は、樹脂製であるが、木や金属といった材料でも形成することができる。木を用いた場合は、共鳴吸音器１８自身による共振音を軽減することが可能となる。金属を用いた場合は、共鳴吸音器１８の剛性を大きくすることができるので、破損を防ぐことが可能となる。

このようなヘルムホルツ型の第一の共鳴吸音器１８では、音速をｃ、円筒形ダクト１８ａの断面積をＳ、円筒形ダクト１８ａの長さをＬ、中空キャビネット１８ｂの容積をＶとした場合、共振周波数ｆは次の式により求められる。

共振周波数ｆ＝（ｃ／２π）・（Ｓ／ＬＶ）^1/2
平板スピーカ１７から音を再生した際、振動板２０の裏側から放射された上記共振周波数の音波は、フレーム１９の内部に設置された第一の共鳴吸音器１８のダクト１８ａにより入射し、空気室中の空気がバネの作用をし、ダクト１８ａ中の空気の質量が錘の役目をして単共振を起こす。そうするとダクト１８ａのところで激しい空気の出入りが行われ、そこで空気の分子が摩擦熱を発して音響エネルギーが熱エネルギーに変換され、その結果、音が軽減される。また、ダクト１８ａの断面積Ｓと長さＬ、中空キャビネット１８ｂの容積Ｖを調整することによって、異なる周波数の音を軽減することができる。

上述の吸音原理に基づいて、図３に示す様に第一の共鳴吸音器１８を、フレーム１９の内部に一つ以上設置することにより、平板スピーカ１７の背面へ漏れ出す耳障りとなる帯域の音を軽減することができる。その結果、空間が狭い天井に平板スピーカ１７を設置することができ、上階の人にも迷惑をかけることなく音楽を楽しむことが可能となる。

なお、第一の共鳴吸音器１８はフレーム１９上に接着をはじめとした接合手段によって設置される以外にも、フレーム１９と一体に成型されても良い。その場合、部品点数と工数の削減の効果を奏する。

また、本実施の形態１では、駆動部はフレーム１９と振動板２０の中央部とそれぞれ結合されるが、中心をずらして結合されても良い。その場合、振動板２０上で発生する分割共振を分散することができ、ピーク・ディップが抑制された周波数特性を得ることが可能となる。

また、前記駆動部は導電型加振器、磁歪型加振器、電歪型加振器のいずれかを用いて構成されても良い。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における平板スピーカ２９について図６と図７を用いて説明する。なお、説明の繁雑化を防ぐために、実施の形態１と同一部分は同一番号を付し、説明を簡略化する。

図６は、本発明の実施の形態２における平板スピーカ２９の斜視図である。図６において、第二の共鳴吸音器３０はフレーム１９の外側、すなわち、フレーム１９の外底面側に設置される。つまり、図７に示すごとくフレーム１９の底面にフレーム１９内に突出する凹部１９ａを設け、この凹部１９ａ内に第二の共鳴吸音器３０を設置した。しかし、この状態でも、この図７から明らかに見えるように、第二の共鳴吸音器３０はフレーム１９の厚さの内に設けているので、このときも第二の共鳴吸音器３０はフレーム１９内に実質的に配置された状態となっている。この構成により、平板振動板２０から前面に放射され、天井裏へ回り込んだ音を第二の共鳴吸音器３０により軽減することが可能となり、上階への漏れ出す音を更に軽減することができる。

更に、この実施の形態２ではフレーム１９の外側に第二の共鳴吸音器３０を設置しているが、その代わりに多孔性吸音板、又は軽減したい周波数の音波の１／４波長に相当する長さを有する音響管であっても同様の効果を得ることができる。

本発明の平板スピーカは、背面から周囲空間への音漏れを軽減し、隣室や上階に放射される音を抑える効果を有し、住宅、マンション、オフィスなどへの音響機器として有用である。

本発明の実施の形態１における平板スピーカの（図２のＡ−Ａ）断面図 本発明の実施の形態１における平板スピーカの平面図 本発明の実施の形態１における平板スピーカのフレームの斜視図 同実施の形態における平板スピーカの共鳴吸音器の斜視図 平板スピーカの共鳴吸音器の図４のＢ−Ｂにおける断面図 本発明の実施の形態２における平板スピーカの斜視図 本発明の実施の形態２における平板スピーカの構造断面図 従来の防音スピーカの構造断面図

１ スピーカ
２ 天井パネル
３ グリル
４ 防音カバー
５ 磁気回路
６ ボイスコイル
７ ボイスコイルボビン
８ フレーム
９ 振動板
１０ ダンパー
１１ エッジ
１２ ダストキャップ
１３ 開口部
１４ 下部プレート
１５ マグネット
１６ 上部プレート
１７ 平板スピーカ
１８ 第一の共鳴吸音器
１８ａ ダクト
１８ｂ 中空キャビネット
１９ フレーム
２０ 振動板
２１ 磁気回路
２２ ボイスコイル
２３ ボイスコイルボビン
２４ ヨーク
２５ マグネット
２６ 上部プレート
２７ カプラー
２８ ダンパー
２９ 平板スピーカ
３０ 第二の共鳴吸音器

Claims (5)

1. 開口部を設けた皿状のフレームと、
   前記フレームの開口部に設けた振動板と、
   前記フレームと前記振動板との間に設置されると共に、前記振動板と結合され、前記振動板を振動させる駆動部と、
   を備えた平板スピーカであって、
   前記平板スピーカは、前記振動板が前記開口部に設置されて密閉状態となった前記フレームと前記振動板との間の内部空間に、前記振動板の背面側に放射される再生音の一部を軽減させるための第一の共鳴吸音器が一つ以上設置されることを特徴とする平板スピーカ。
2. 前記フレームの外面に、このフレーム内に向かって突入した凹部を設け、この凹部内に第二の共鳴吸音器が設置された請求項１に記載の平板スピーカ。
3. 前記第二の共鳴吸音器は、その代わりに音響管及び多孔性吸音板のうち、いずれかを設けた請求項２に記載の平板スピーカ。
4. 前記第一、前記第二の共鳴吸音器は樹脂、木、若しくは金属のうち、一種類以上の材料からなる請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の平板スピーカ。
5. 前記第一、第二の共鳴吸音器は、ダクトと、中空キャビネットとから構成された請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の平板スピーカ。

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